package arrayAndQueue; /**
 * @author leiyuee
 * @ClassName arrayAndQueue.CircleArrayQueueDemo  环形队列：空间能再次使用
 * @date 2021/11/2 15:14
 */
import java.util.Scanner;

public class CircleArrayQueueDemo {

    public static void main(String[] args) {
        //测试
        ArrayQueue queue = new ArrayQueue(4);//注意：有一个空的位置，实际最长为3
        char key = ' ';//接收用户输入
        Scanner scanner = new Scanner(System.in);
        boolean loop = true;

        //输出一个菜单
        while(loop) {
            System.out.println("s(show)：显示队列");
            System.out.println("a(add)：添加数据到队列");
            System.out.println("g(get)：从队列中获取元素");
            System.out.println("h(head)：查看队列投的数据");
            System.out.println("e(exit)：退出程序");
            key = scanner.next().charAt(0);
            //接收键盘输入的字符串，并且取出它的第一个字符。

            switch(key) {
                case 's':
                    queue.showQueue();
                    break;
                case 'a':
                    System.out.println("输入一个数：");
                    int value = scanner.nextInt();
                    queue.addQueue(value);
                    break;
                case 'g':
                    try {
                        int res = queue.getQueue();
                        System.out.printf("取出的数据是%d\n",res);
                    } catch (Exception e) {
                        // 对所捕获异常的处理
                        System.out.println(e.getMessage());
                    }
                    break;
                case 'h':
                    try {
                        int res = queue.headQueue();
                        System.out.printf("队列头的数据是%d\n",res);
                    } catch (Exception e) {
                        // 对所捕获异常的处理
                        System.out.println(e.getMessage());
                    }
                    break;
                case 'e':
                    scanner.close();
                    loop = false;
                    break;
                default:
                    break;
            }
        }
        System.out.println("程序退出");
    }
}

//使用数组模拟队列编写一个ArrayQueue类
class CircleArray{
    private int maxSize;//数组的最大容量
    private int front;
    //队列头：调整为指向队列的第一个元素，即arr[front]，初始值设为0
    private int rear;
    //队列尾：调整为指向队列最后一个元素的后一个位置，并空出一个空间作为约定，初始值设为0
    private int[] arr;//用于存放数据

    //创建队列的构造器
    public  CircleArray(int arrMaxSize) {
        maxSize = arrMaxSize;
        arr = new int[maxSize];
    }

    //判断队列是否为空
    public boolean isEmpty() {
        return front == rear;
    }

    //判断队列是否满
    public boolean isFull() {
        return (rear+1)%maxSize == front;
    }

    //添加数据到队列
    public void addQueue(int n) {
        if(isFull()) {
            System.out.println("队列满，不能加入数据");
            return;
        }
        arr[rear]=n; //rear指向最后一个元素的后一个，故直接添加
        rear=(rear+1)%maxSize;//考虑环形，取模
    }

    //获取队列的数据，出队列
    public int getQueue() {
        //判空
        if(isEmpty()) {
            //抛出异常
            throw new RuntimeException("队列空，不能取数据");
        }
        /*
         * front指向队列的第一个元素
         * 1、先把front对应的值保留到一个临时变量
         * 2、将front后移，考虑取模
         * 3、将临时保存的变量返回
         * */
        int value = arr[front];
        front = (front+1)%maxSize;
        return value;
    }

    //显示队列的所有数据
    public void showQueue() {
        //判空
        if(isEmpty()) {
            System.out.println("队列空，没有可显示的数据");
            return;
        }
        //遍历
        //注意：从front开始遍历，遍历多少个元素：元素个数怎么求？
        for (int i = front; i < front+size(); i++) {
            System.out.printf("arr[%d]=%d\n", i%maxSize, arr[i%maxSize]);
        }
    }

    //求当前队列有效数据的个数
    public int size() {
        return (rear+maxSize-front)%maxSize;
    }

    //显示队列的头数据，注意不是取出
    public int headQueue() {
        //判空
        if(isEmpty()) {
            throw new RuntimeException("队列空，没有可取的头数据");
        }
        return arr[front];
        //注意：front指向的是队列头，计算front时已经做了取模的动作，front即为正确的位置。
    }

}
